Girl behind the lens: Maret 2020

MAKALAH FISIKA

PERUBAHAN ENERGI CAHAYA MATAHARI

(PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA)

Kelas X IPA IV

Oleh : Silvia Andaresta (32)

SMA NEGERI 1 KARANGAN

Jl. Raya Trenggalek – Ponorogo km-03 Telp. 0355-791540 kode pos 66361

e-mail : smaneskaku@yahoo.com

peringkat akreditasi : A Nomor : 200/BAP-S/M/TU/XI/2011 Tanggal 3 November 2011

Kata Pengantar

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, hidayah serta inayah-NYA, sehingga makalah tentang perubahan cahaya matahari ini dapat tersusun hingga selesai. Tak lupa kami juga mengucapkan terimakasih kepada Bapak Masrur selaku guru pemimbing fisika, dan bantuan dari teman satu kelas yang telah berkontribusi sehingga dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu dan telah memperlancar pembuatan makalah ini. Harapan kami semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca.

Terlepas dari semua itu, kami menyadari bahwa saya masih harus belajar lagi mengenai apa yang ada di makalah ini serta masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat, tata bahasa maupun materi. Namun, saya yakin telah melakukan yang terbaik demi kelancaran pembelajaran untuk menyelesaikan tugas ini serta dengan mengerjakan makalah ini, saya mendapatkan hikmah belajar yang lain, serta dapat menghargai waktu sebaik-baiknya, jadi, dimohon kepada bapak pembimbing agar dapat mengahargai apa yang saya dan teman-teman saya usahakan. Oleh karena itu, kami menerima kritik dan saran yang konstruktif yang bersifat membangun.

Trenggalek, 13 Februari 2017

Penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar i

Daftar Isi ii

Lembar Pengesahan iii

BAB I PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakang 1

B. Rumusan Masalah............................................................................................................3

C. TUJUAN 3

BAB II DASAR TEORI..................................................................................................................4

BAB III PEMBAHASAN...................................................................................................

A. Pengertian Perubahan Cahaya Matahari Menjadi Tenaga Surya (PLTS).......................

B. Kegunaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya..................................................................

C. Konsep Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Surya.............................................................

D. Manfaat dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya...........................................................

BAB IV PENUTUP…..................................................................................................................19

A. Kesimpulan...................................................................................................................19

B. Saran............................................................................................................................21

REFERENSI...............................................................................................................................22

BAB I

Pendahuluan

A. Latar Belakang

Energi cahaya merupakan energi yang dihasilkan atau dipancarkan dari sumber cahaya. Seperti kita ketahui, matahari merupakan sumber dari energi penerangan yang paling besar di dunia. ¹

Adapun contoh dari energi ini adalah matahari, api, bintang, lampu listrik, lilin, lampu senter, kilat dan lain sebagainya. Dengan adanya energi ini maka ketika kita berada di tempat yang gelap akan terlihat terang. Terkadang energi ini juga disebut sebagai energi surya karena sebenarnya sumber dari penerangan berasal dari tenaga surya atau matahari.

Matahari memancarkan sebagian besar radiasi yang dinamakan elektromagnetik. Sementara manusia sendiri hanya bisa melihat sebagian kecilnya saja dari energi yang satu ini, yakni dikenal dengan nama “cahaya tampak”. Energi cahaya sendiri bisa didefinisikan sebagai energi yang berbentuk sebuah gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang sebesar 380 hingga 750 nano meter berdasarkan kasat mata.

Para pakar teknologi kelistrikan berusaha menciptakan pembangkit listrik. Selain dimanfaatkan untuk pembangkit listrik tenaga matahari dapat dimanfaatkan untuk fotosintesis dan pengeringan. ²

A. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan perubahan energi cahaya matahari menjadi tenaga surya(PLTS)?

2. Apa saja kegunaan dari perubahan energi cahaya matahari menjadi tenaga surya(PLTS)?

3. Bagaimana konsep kerja dari perubahan energi cahaya matahari menjadi tenaga surya(PLTS)?

4. Apa manfaat dari tenaga surya(PLTS)?

B. Tujuan

1. Memahami apa yang dimaksud dengan tenaga surya(PLTS)

2. Mengetahui apa saja kegunaan dari tenaga surya(PLTS)

3. Memahami secara baik bagaimana konsep kerja perubahan cahaya matahai menjadi tenaga surya(PLTS)

4. Mengetahui manfaat dari tenaga surya(PLTS)

BAB II

Dasar Teori

A. Pengertian Perubahan Energi

Energi adalah kemampuan suatu benda atau seseorang untuk melakukan kerja (usaha). Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi yang lain: erg, kalori, dan kWh.³

Ketika sebuah batu jatuh dari suatu ketinggian, batu tersebut memiliki energi. Jika batu tersebut jatuh ke tanah, energi ini akan diubah menjadi energi panas (dapat teramati pada tanah yang menjadi hangat ketika terkena batu) dan energi bunyi.

Jika jumlah energi tersebut dihitung, jumlah total energi tersebut adalah sama. Energi gerak yang dimiliki batu yang jatuh akan sama dengan energi bunyi ditambah energi kalor. Untuk mengetahui perhitungan energi secara kuantitatif akan dijelaskan pada bagian lain. Jadi, energi tidak pernah hilang, tetapi diubah ke dalam bentuk energi lain,

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.⁴

Dengan konsep di atas, maka energi dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Tidak semua energi dapat langsung dimanfaatkan tetapi perlu diubah ke bentuk lain. Sedangkan perubahan energi adalah perubahan suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya.

A. Contoh Perubahan Energi di Kehidupan Sehari-hari

a. Energi listrik menjadi energi panas, misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder listrik.

b. Energi listrik menjadi energi cahaya, misalnya pada lampu.

c. Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya pada penyetruman (pengisian) aki.

d. Energi cahaya menjadi energi kimia, misalnya fotosintesis.

e. Energi Kimia menjadi energi listrik, misalnya pemakaian aki untuk TV, atau lampu listrik.

BAB III

Pembahasan

A. Pengertian Perubahan Cahaya Matahari Menjadi Tenaga Surya (PLTS)

Energi surya adalah energi yang berupa sinar dan panas dari matahari. Energi ini dapat dimanfaatkan dengan menggunakan serangkaian teknologi seperti pemanas surya, fotovoltaik surya, listrik panas surya, arsitektur surya, dan fotosintesis buatan.

Energi surya atau matahari telah dimanfaatkan di banyak belahan dunia dan jika dieksplotasi dengan tepat, energi ini berpotensi mampu menyediakan kebutuhan konsumsi energi dunia saat ini dalam waktu yang lebih lama. Matahari dapat digunakan secara langsung untuk memproduksi listrik atau untuk memanaskan bahkan untuk mendinginkan. Potensi masa depat energi surya hanya dibatasi oleh keinginan kita untuk menangkap kesempatan.Ada banyak cara untuk memanfaatkan energi dari matahari.

Contoh yang akan saya bahas adalah Pembangkit Listrik Tenaga Surya. Maka, disini pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik.

Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya.

Fotovoltaik mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor.

Sel surya atau sel fotovoltaik adalah alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Dibuat pertama kali pada tahun 1880 oleh Charles Fritts. Pembangkit listrik tenaga surya tipe fotovoltaik adalah pembangkit listrik yang menggunakan perbedaan tegangan akibat efek fotoelektrik untuk menghasilkan listrik.

A. Kegunaan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Seperti yang Anda ketahui energi surya merupakan salah satu sumber energi alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak (BBM). Tak hanya itu saja, energi surya juga merupakan sumber energi terbarukan yang tidak akan habis meski digunakan secara terus menerus oleh manusia. Berbeda dengan Bahan Bakar Minyak yang dapat semakin menipis ketika digunakan secara terus menerus. Hal ini dikarenakan Bahan Bakar Minyak berasal dari fosil jutaan tahun lalu. Berbeda dengan energi surya yang memerlukan sinar matahari. Untuk memanfaatkan energi ini agar menjadi energi listrik dibutuhkan sebuah media panel surya yang akan mengubah panas sinar matahari menjadi energi listrik.

Maka, dapat dirincikan kegunaan PLTS yaitu bisa menjadi salah satu alternatif pemenuhan kebutuhan listrik yang dapat diandalkan (technically reliable). Ketika malam hari mati lampu, kita dapat menggunakan PLTS untuk penerangan karena saat pagi hingga siang, mesin PLTS telah menyerap sinar matahari yang dapat digunakan di malam hari nya.

Selain untuk penerangan, PLTS dapat digunakan untuk hal yang lain, seperti penyalaan TV, lemari es, kran air dan penggunaan listrik lainnya di kebutuhan sehari-hari.

A. Konsep Kerja Dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Disini, yang saya bahas adalah PLTS yang menggunakan sel surya yang sedikit rumit dengan kecanggihannya.

Komponen utama sistem surya fotovoltaik adalah modul yang merupakan unit rakitan beberapa sel surya fotovoltaik. Untuk membuat modul fotovoltaik secara pabrikasi bisa menggunakan teknologi kristal dan thin film. Modul fotovoltaik kristal dapat dibuat dengan teknologi yang relatif sederhana, sedangkan untuk membuat sel fotovoltaik diperlukan teknologi tinggi.

Modul fotovoltaik (sel surya) tersusun dari beberapa sel fotovoltaik yang dihubungkan secara seri dan paralel.

Bahan sel surya sendiri terdiri kaca pelindung dan material adhesive transparan yang melindungi bahan sel surya dari keadaan lingkungan, material anti-refleksi untuk menyerap lebih banyak cahaya dan mengurangi jumlah cahaya yang dipantulkan.

Cara kerja sel surya sendiri sebenarnya identik dengan piranti semikonduktor dioda. Ketika cahaya bersentuhan dengan sel surya dan diserap oleh bahan semi-konduktor, terjadi pelepasan elektron. Apabila elektron tersebut bisa menempuh perjalanan menuju bahan semi-konduktor pada lapisan yang berbeda, terjadi perubahan sigma gaya-gaya pada bahan. Gaya tolakan antar bahan semi-konduktor, menyebabkan aliran medan listrik. Dan menyebabkan elektron dapat disalurkan ke saluran awal dan akhir untuk digunakan pada perabot listrik.

a) Substrat/Metal backing

Substrat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya. Juga berfungsi sebagaikontak terminal positif sel surya berfungsi sebagai tempat masuknya cahaya.

b) Material semi konduktor

Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang biasanya mempunyaitebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama (silikon), dan 1-3 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap cahaya dari sinar matahari.

c) Kontak metal /contact grid

Selain substrat sebagai kontak positif, diatas sebagian material semikonduktor biasanyadilapiskan material metal atau material konduktif transparan sebagai kontak negatif.

d) Lapisan antireflektif

Refleksi cahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan cahaya yang terserap olehsemikonduktor. Material anti-refleksi ini adalah lapisan tipis material dengan besar indeks refraktif optikantara semikonduktor dan udara yang menyebabkan cahaya dibelokkan ke arahsemikonduktor sehingga meminimumkan cahaya yang dipantulkan kembali

e) Enkapsulasi /cover glass

Bagian ini berfungsi sebagai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau kotoran.

Sedangkan ini cara kerja bagaimana sel surya bisa menjadi listrik :

a) Panel surya / solar panel

mengkonversikan tenaga matahari menjadi listrik. Sel silikon (disebut juga solar cells) yang disinari matahari/surya, membuat photon yang menghasilkan arus listrik.

b) Solar charge controller

berfungsi mengatur lalu lintas dari solar cell ke baterai dan beban. Alat elektronik ini juga mempunyai banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai. Pada sistem product “ MILAR “ selalu dilengkapi dengan Digital Regulator yang berfungsi untuk mengetahui over load selama pengisian, tingkat kerusakan aki,deteksi tingkat penyimpanan listrik dan sebagainya.

c) Inverter

adalah perangkat elektrik yang mengkonversikan tegangan searah (DC – Direct Current) menjadi tegangan bolak balik (AC – Alternating Current). Perangkat ini dipakai untuk penggunaan perangkat elektronik yang menggunakan tegangan AC, diantaranya, TV,kulkas,komputer,tape recorder dan perangkat lainya.

d) Baterai

berfungsi menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebelum dimanfaatkan untuk menggerakkan beban. Beban dapat berupa lampu penerangan atau peralatan elektronik lainnya yang membutuhkan listrik.

Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga surya membutuhkan perencanaan mengenai :

-kebutuhan daya:

• Jumlah pemakaian

• Jumlah solar panel

• Jumlah baterai

-Lampu LED untuk seluruh penerangan tenaga surya

Saat ini sudah ada lampu hemat energi yang menggunakan DC seperti Lampu LED.

Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi

Teknologi ini cukup canggih dan keuntungannya adalah harganya murah, bersih, mudah dipasang dan dioperasikan dan mudah dirawat. Sedangkan kendala utama yang dihadapi dalam pengembangan energi surya fotovoltaik adalah investasi awal yang besar dan harga per kWh listrik yang dibangkitkan relatif tinggi, karena memerlukan subsistem yang terdiri atas baterai, unit pengatur dan inverter sesuai dengan kebutuhannya.

A. Manfaat Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Manfaat PLTS antara lain, yaitu :

1) Tidak akan pernah habis

Keuntungan yang pertama adalah tidak akan pernah habis dan ramah lingkungan. Seperti yang Anda ketahui energi matahari merupakan sumber energi terbarukan yang tidak akan pernah habis. Penggunaan energi surya juga dapat mencegah penggunaan bahan bakar fosil menjadi semakin menipi. Dan bahkan saat ini banyak sekali negara-negara maju yang menggunakan energi surya untuk menjadikannya energi listrik.

2) Ramah lingkungan

Yang kedua adalah ramah lingkungan. Dikatakan ramah lingkungan karena penggunaan energi surya tidak akan menghasilkan emisi karbon sama seperti BBM. Oleh karena itu energi surya dapat dikatakan sebagai salah satu sumber energi alternatif yang sangat lingkungan. Dan pastinya hal ini dapat mencegah pemanasan global yang dapat menyebabkan perubahan iklim tak menentu.

3) Hanya membutuhkan sedikit perawatan

Keuntungan pembangkit listrik tenaga surya selanjutnya adalah hanya membutuhkan sedikit perawatan. Setelah instalasi dan dioptimasi, panel surya dapat menciptakan listrik dengan luasan hanya beberapa milimeter dan tidak memerlukan perawatan yang berarti. Tak hanya itu saja, panel surya juga memproduksi energi dalam diam, sehingga tak mengeluarkan bunyi bising dan lainnya.

4) Rata-rata sistem rumah surya mampu mengurangi 18 ton emisi gas rumah kaca di lingkungan setiap tahunnya

5) Tidak menghasilkan getaran ataupun suara yang dapat mengganggu pendengara

6) Energi matahari sebagai salah satu energi alternatif tidak perlu dibeli, hanya membutuhkan biaya produksi awal yang selanjutnya dapat berjalan dengan sendirinya

7) Pemasangannya sangat mudah

8) Hemat karena tidak memerpukan bahan bakar

9) Tidak memerlukan konstruksi yang berat dan menetap, sehingga dapat dipasang dimana saja dan dapat dipindahkan bilamana dibutuhkan

10) Bersifat moduler artinya kapastitas listrik yang dihasilkan dapat sesuai dengan kebutuhan

11) Jumlah pasokan energi matahari sangat melimpah terutama jika di wilayah dengan intensitas sinar matahari yang cukup tinggi

12) Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia

13) energi surya dapat dipakai dimana saja terutama di daerah-daerah yang belum terjangkau jaringan listrik. Pemanfaatan energi surya ini adalah salah satu pilihan terbaik untuk pemenuhan kebutuhan listrik daerah pedesaan, daerah terisolasi, pulau-pulau terpencil, dll

Dari berbagai Manfaat Pembangkit Listrik Tenaga Surya yang sudah diuraikan diatas, dapat dikatakan bahwa teknologi PLTS ini bisa menjadi salah satu alternatif pemenuhan kebutuhan listrik yang dapat diandalkan (technically reliable), layak secara ekonomis (economy feasible) dan dapat diterima oleh masyarakat (socially feasible).

BAB IV

Penutup

A. KESIMPULAN

Energi adalah kemampuan suatu benda atau seseorang untuk melakukan kerja (usaha).

Sedangkan perubahan energi adalah perubahan suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya.

pembangkit listrik tenaga surya adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya.

Untuk memanfaatkan energi ini agar menjadi energi listrik dibutuhkan sebuah media panel surya yang akan mengubah panas sinar matahari menjadi energi listrik.

Maka, dapat dirincikan kegunaan PLTS yaitu bisa menjadi salah satu alternatif pemenuhan kebutuhan listrik yang dapat diandalkan (technically reliable).

Ketika malam hari mati lampu, kita dapat menggunakan PLTS untuk penerangan karena saat pagi hingga siang, mesin PLTS telah menyerap sinar matahari yang dapat digunakan di malam hari nya.

Selain untuk penerangan, PLTS dapat digunakan untuk hal yang lain, seperti penyalaan TV, lemari es, kran air dan penggunaan listrik lainnya di kebutuhan sehari-hari.

Dalam bidang fotovoltaik yang digunakan pada PLTS, Indonesia ternyata telah melewati tahapan penelitian dan pengembangan dan sekarang menuju tahapan pelaksanaan dan instalasi.

B. SARAN

Menyadari bahwa usaha apa saja yang telah saya kerjakan demi mencapai kata sempurna, kedepannya kita akan lebih fokus dan details dalam menjelaskan tentang makalah di atas dengan sumber – sumber yang lebih banyak yang tentunya dapat dipertanggung jawabkan. Jadi kami mohon kritik dan saran dari guru dan teman – teman yang bersifat membangun demi perbaikan dan kesempurnaan makalah ini. Selain itu, dengan materi yang banyak ini kami memohon kepada para lembaga untuk tidak memperbanyak materi di kelas X. Kami juga memohon untuk tidak membebani semua bab di kelas X. Terima kasih.

REFERENSI

1. Perpusku tentang pengertian energi dan perubahan energi (online)

http://www.perpusku.com/2015/12/pengertian-energi-bentuk-energi-perubahan-energi-contoh.html?m=1

2. Adhindabilla posted by November 2015 tentang makalah PLTS (online)

http://googleweblight.com/?lite_url=http://adhindabilla.blogspot.com/2015/11/makalah-pembangkit-listri-tenaga-surya.html?m%3D1&ei=QYacWq5T&lc=id-

3. BENERGI.COM, 16 Februari 2017 16:39 Manfaat Sumber Energi Cahaya Matahari Bagi Kehidupan (online)

http://benergi.com/manfaat-sumber-energi-cahaya-matahari-bagi-kehidupan

4. Buku Paket / Buku Siswa Fisika untuk SMA/MA Kelas X Intan Pariwara Edisi Revisi 2016 halaman 199

5. Academia Edukasi tentang Matahari sebagai sumber

Cheers

sandarrst

http://www.academia.edu/6148388/Matahari_sebagai_sumber_energi